DE2945472A1

DE2945472A1 - Narkose-beatmungssystem mit pneumatischer steuerung

Info

Publication number: DE2945472A1
Application number: DE19792945472
Authority: DE
Inventors: Manfred 2411 Klinkrade Funk; Erik Dr. 2400 Lübeck Schwanbom; Ing.(grad.) Detlef 2401 Groß-Grönau Warnow
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1979-11-10
Filing date: 1979-11-10
Publication date: 1981-05-27
Also published as: SE8306045D0; GB2062475B; SE443722B; SE455166B; SE8306045L; DE2945472C2; SE8006238L; GB2062475A

Description

Drägerwerk Aktiengesellschaft Molslinger Allee 53-55, 2400 Lübeck

Narkose-Beatmungssystem mit pneumatischer Steuerung

Die Erfindung betrifft ein Narkose-Beatmungssystem mit pneumatischer Steuerung entsprechend dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.

Narkose-Beatmungssysteme mit pneumatischer Steuerung umgehen die Explosionsgefährlichkeit vieler Narkosemittel. Grundsätzlich sollten Narkose-Beatmungsgeräte leckagefrei sein; überschüssige Ausatmungsgase, die Narkosemittel enthalten könnten, sollten gesammelt abgeführt werden. Die Anpassung der Beatmungsgasmenge sowohl an Erwachsene als auch Patienten im Kindesalter muß ohne Risiko für die Patienten möglich sein. Eine einfache Desinfektion aller mit der Atemluft in Berührung kommenden Geräteteile sollte selbstverständlich sein.

Ein bekanntes Beatmungsgerät erlaubt die Beatmung des Patienten sowohl in einem offenen als auch in einem geschlossenen Kreislaufsystem. Neben den für die entsprechenden Luftführungen notwendigen Ventilen enthält es Atembeutel, die in Behältern angeordnet sind, die abwechselnd unter Über- bzw. Unterdruck gesetzt werden. Die Ein- und Ausatmung erfolgt gesteuert von einer den Über- bzw. Unterdruck erzeugenden Vorrichtung. Zur Desinfektion werden alle mit der Atemluft in Berührung kommenden Teile von dem die Drücke erzeugenden Gerät getrennt. Das Beatmungs-

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gerät ist durch den notwendigen Über- und Unterdruck und deren Steuerung kompliziert. Eine spezielle Anpassung an die Patienten ist sehr schwierig. Eine Beatmung von Hand ist nach Ausfall der druckerzeugenden Vorrichtung nicht möglich (DE-PS 12 87 261).

Ein weiteres bekanntes pneumatisch gesteuertes Beatmungsgerät, insbesondere Narkosegerät, erlaubt einen automatischen Betrieb und die Umschaltung auf Handbetrieb. Der automatische Betrieb, bei dem die Atemluft im Kreislauf bewegt wird, erfolgt im wesentlichen über einen Balg in einem Gehäuse, in dem dieser von außen mit Druck beaufschlagt wird. Durch eine Längenverstellung des Balges ist eine Änderung des Kreislaufvolumens möglich. Die Umschaltung vom automatischen auf den Handbetrieb erfolgt durch die Verschiebung eines Verstellstabes in einem Umschaltventil. Mit der Verschiebung wird die automatische Versorgungseinrichtung zum Patienten abgesperrt und eine Verbindung zwischen dem Patienten und einem per Hand zusammendrückbaren Beutel hergestellt. Aus diesem wird dann durch Zusammendrücken die Atemluft zum Patienten gefördert. Durch das Ausatmen gelangt sie in den Handbeutel zurück. In der Stellung "Handbetrieb" ist eine spontane Atmung durch den Patienten möglich. Eine selbsttätige Umschaltung auf "Handbetrieb", z.B. nach Ausfall der automatischen Beatmung, möglicherweise bedingt durch fehlendes Druckgas, erfolgt nicht. Die notwendige Desinfektion ist nicht beschrieben. Sie dürfte mit den vielen Geräteteilen auch ein Problem darstellen. Eine Anpassung des Atemvolumens an Erwachsene und Kinder verlangt eine besondere Obacht (DE-OS 25 54 674).

Aufgabe der Erfindung ist ein im Aufbau einfaches pneumatisch gesteuertes Narkose-Beatmungssystem, das die

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folgenden Forderungen erfüllt:

1. es muß bedienungstechnisch sowohl bei Erwachsenen als auch bei Kindern einsetzbar sein,

2. es soll mit einem geringen Druckgasverbrauch ausgestattet sein,

3. es soll aus hygienischer Sicht ein leicht zu wechselndes und leicht zu reinigendes Patientensystem beinhalten,

4. es soll sicher durch die Anwendung eines einfachen Umschaltventils für die manuelle Beatmung sein.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1.

Die mit dieser Erfindung erzielten Vorteile ergeben sich eindeutig aus der Kombination der wesentlichen Elemente Patientensystem, Druckgasmengenregler und Umschaltventil. Jedes dieser Elemente ist für sich ein einfaches Bauelement, deren erfolgreiche Kombination zu einem einfachen, bedienungsfreundlichen Narkose-Beatmungssystem geführt hat. Das Patientensystem enthält den das Kreislaufvolumen bestimmenden Balg. Es ist. in dem Beispiel durch Hochklappen dps Griffes ohne weitere Montagehilfen aus dem Gehäuse herausnehmbar. Der Balg ist austauschbar, so daß Balggrößen für Erwachsene oder Kinder eingesetzt werden können. Die mit der Ausatemluft in Berührung kommenden Teile des Patientensystems sind gleichzeitig zur Desinfektion zugä'ngl ich.

Die einfache Austauschmöglichkeit für den Balg und die Zugänglichkeit zur Desinfektion stelleneinen außerordentlichen Vorteil dar. Denn es zeigt sich immer wieder, daß es sonst im Routinebetrieb leicht zu Bedienungs- und Versäumnisfehlern kommt.

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Der Druckgasmengenregler sorgt im Kreislaufbetrieb der Atemluft für einen geringen Druckgasverbrauch. Das Zusammendrücken des Balges und damit der Transport des Beatmungsgases zum Patienten vollzieht sich während eines ersten Abschnittes der Inspirationsphase. Daran schließt sich als weiterer Abschnitt eine Haltezeit an, in der der Balg zusammengedrückt gehalten wird und sich das geförderte Beatmungsgas in der Lunge verteilen kann. Während dieser Haltezeit ist das, die große Druckgasmenge durchlassende Regelventil geschlossen. Es fließt lediglich eine geringe Druckgasmenge durch die Festdrossel, um den Balg zusammengedrückt zu halten. Die Geräuschverminderung ist wesentlich.

Der besondere Vorteil des Umschaltventils liegt darin, daß es bei einem Versagen der Pneumatik und dem daraus resultierenden Druckverlust der Leitung zur pneumatischen Steuerung sofort selbsttätig auf Handbeatmung umschaltet. Es wird damit ein wesentlicher Sicherheitsaspekt berücksichtigt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung ergibt sich aus dem Anspruch 2. Er bestätigt den einfachen Aufbau des Patientensystems, der sowohl den leichten Austausch des Balges als auch die sichere Desinfektion der mit dem Atemgas in Berührung kommenden Teile ermöglicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 den schematischen Aufbau des Narkose-Beatmungssystems

Fig. 2 das Patientensystem im Gehäuse

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Fig. 3 das Patientensystem im Schnitt

Fig. 4 den schematischen Aufbau des Druckgasmengenreglers

Fig. 5 das Umschaltventil Automatik-Hand

Das Narkose-Beatmungssystem, dargestellt in Fig. 1, unterteilt sich in 3 Hauptkomponenten. Komponente A umfaßt das Kreissystem, in dem das Narkose-Beatmungsgas im "Kreis" geführt ist. Komponente B enthält die Narkose-Frischgasaufbereitung bezüglich Konzentration und Menge. Die Komponente C umfaßt die Teile des Beatmungsgerätes.

Ein Narkose-Beatmunqsgerät mit Führung der Atemluft im Kreislauf benötigt einen Balg 1 zur Sammlung der Beatmungsluft. Das Balgvolumen ist mittels Höhenverstellung 2 wählbar, damit läßt sich das Atemzugvolumen V_ einstellen. Das Beatmungsgerät wird von der pneumatischen Steuerung 3 gesteuert. In dieser befinden sich Stellelemente für die Beatmungsfrequenz 4 und den positiven endexspiratorischen Druck PEEP 5. Während der Inspirationsphase werden das Ausatemventil 6 und das Entlüftungsventil 7 geschlossen, während das Hauptventil 8 geöffnet wird.

Entsprechend der Einstellung am Druckgasmengenregler 9 gelangt Druckgas vom Druckminderer 10, der auch die Steuerung versorgt, in das Gehäuse 11 und drückt den Balg 1 zusammen. Das im Balg 1 befindliche Atemgas gelangt über das Umschaltventil Automatik-Hand 25, den CC^-Absorber 13 und das Ein-Ventil 14 zum symbolisch dargestellten Patienten 15. Das Ventil 16 begrenzt den Druck, evtl. Überschußgas fließt über die Narkosegasabsaugung 17 ab.

Während der Exspirationsphase schließt das Hauptventil 8, das Entlüftungsventil 7 öffnet, das Gehäuse 11 entlüftet durch das Abfließen des Druckgases auf Atmosphärendruck über

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den Schalldämpfer 12, gleichzeitig öffnet das Ausatemventil 6.

Durch die Entlüftung des Gehäuses 11 kann der Balg 1 sich wieder entfalten, damit sinkt der Druck im Kreissystem, der Patient 15 kann über das Aus-Ventil 18 ausatmen. Die Ausatemgasmenge wird mit dem Volumeter 19 ermittelt, der Beatmungsdruck während der In- und Exspiration mit dem Druckmesser 20.

Durch den während der Exspirationszeit dekomprimierenden Balg 1 gelangt außer der Patientenausatemluft auch Narkose-Frischgas in den Balg 1. Das Narkose-Frischgas kann ein Gemisch aus Sauerstoff (0_) und Lachgas (NpO) sein, das nach Konzentration und Menge im Meßröhrenblock 21 eingestellt und im Verdunster 22 mit einem zusätzlichen Narkosemittel gemischt wird. Der Gasüberschuß wird über das Ausatemventil 6 und das leicht federbelastete Rückschlagventil 23 durch die Narkosegasabsaugung 17 abgeführt.

Eine Beatmung durch Hand mittels des Handbeutels 24 läßt sich nach Ansteuerung des Umschaltventils 25 nach Betätigen des von der Steuerung 3 versorgten Schalters 26 durchführen. Bei Stellung "Hand" des Schalters 26, er ist dann offen, wird das Umschaltventil 25 so geschaltet, daß Balg 1 zu den Komponenten A und B keine Verbindung mehr hat.

Die Fig. 2 zeigt das Patientensystem 33 im Gehäuse 11 mit dem Balg 1 für die Erwachsenenbeatmung, ein ausgetauschter kleiner Balg 1 würde zur Kinderbeatmung dienen. In weiteren Dingen unterscheiden sich die beiden Patientensysteme dann nicht.

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Das Gehäuse 11 ist ein druckdichtes System. Bei Drehen der Höhenverstellung 2 dreht sich über das Zahnradpaar 27 die Gewindespindel 28. Sie ist in den Lagerstellen 29 gelagert. Mit der Drehung der Gewindespindel 28 wird die Gewindemutter 30 in der Höhe verstellt. Die Gewindemutter ist mit dem Träger 31 verbunden, der auf der entgegengesetzten Seite in der Führung 32 spielfrei gehalten wird. Über den Träger 31 wird der lose aufliegende Balg 1 höhenverstellt, er ändert damit sein freies Volumen. Das Gehäuse 11 ist zum Patientensystem 33 hin über die Dichtung abgedichtet. Das Patientensystem 33 wird über die schiefe Ebene 35, der das Rollager 36 anliegt, über die Dichtung gegen das Gehäuse 11 gedrückt.

Das Rollager 36 ist fest am Außengehäuse 37 montiert. Das Patientensystem 33 kann im herausgezogenen Zustand leicht aus dem Gehäuse 11 herausgenommen werden.

Die Fig. 3 zeigt das Patientensystem 33 mit dem großen Balg 1 für die Erwachsenenbeatmung an der Atemgasführung 54, die einmal mit dem Anschluß 55 über die Leitung 49 mit dem Umschaltventil 25 verbunden ist und auf der anderen Seite das durch Innendruck öffnende Ausatemventil 6 mit dem nachgeschalteten Rückschlagventil 23 enthält. Über die Leitung 39 wird das Ausatemventil 6 mit Druckgas aus der Steuerung 3 angesteuert. Der Griff 38 läßt sich glatt in das Patientensystem 33 einlegen.

Der in der Fig. 4 dargestellte Druckgasmengenregler 9 reduziert während der Haltezeit des Balges 1 (in zusammengedrückter Stellung) die über das während der Inspiration geöffnete Hauptventil 8 in das Gehäuse 11 fließende Druckgasmenge. Der Druckgasmengenregler 9 wird vom Druckminderer 10 mit Druckgas versorgt.

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Die in das Gehäuse 11 fließende Druckgasmenge setzt sich aus der über das Ventil 40 fließenden Menge V und dem über die Festdrossel 41 fließenden Teilstrom zusammen.

Der Druckwächter 42 ist über die Leitung 43 mit dem Gehäuse 11 verbunden und öffnet das Ventil 44, wenn in dem Gehäuse 11 ein Druck zwischen 0 und 80 mbar gegeben ist. Übersteigt der Druck 80 mbar, dann schließt der Druckwächter 42 das Ventil 44. Der Druck über 80 mbar wird in dem Gehäuse 11 erreicht, wenn der Balg 1 nach dem ersten Abschnitt der Inspirationsphase zusammengedrückt ist. Da eine weitere Druckgaszufuhr in dem Gehäuse 11 keinen Einfluß auf den Atemgasdruck im Balg 1 hätte, wird das Ventil 44 geschlossen, und nur ein Teilstrom von etwa 3 l/min über die Festdrossel 41 hält den Balg 1 in der nächsten Phase der Inspiration zusammengedrückt. Mit dem Ablauf der Inspirationszeit schließt das Hauptventil 8 wieder, das Entlüftungsventil 7 öffnet, und das Druckgas aus dem Gehäuse 11 entweicht über den Schalldämpfer 12.

Die Fig. 5 zeigt das Umschaltventil 25, das den Balg 1 oder den Handbeutel 24 über die Leitung 50 mit der Komponente A verbindet. Bei automatischem Beatmungsbetrieb im Kreislauf ist der Schalter 26 geschlossen, über die Leitung 45 wirkt der Steuerdruck am Anschluß 56 auf die Membran 46. Dadurch wird die Krateröffnung 47 geschlossen und die Krateröffnung 48 geöffnet. Damit ist am Anschluß b7 die Leitung 49 zum Balg 1 über die Leitung 50 mit der Komponente A verbunden. Bei manueller Beatmung, wie in der Fig. 1 dargestellt, ist der Schalter 26 geöffnet und damit die Leitung 45 und der Anschluß 56 drucklos. Die Feder 51 verschiebt die Membranventile 53 so, daß die

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Krateröffnunq 48 geschlossen und die Krateröffnung 47 geöffnet wird. Damit ist eine Verbindung vom Handbeutel über den Anschluß b2 und die Leitung 50 zur Komponente A hergestellt. Der Patient 15 wird vom Arzt mittels Hand beatmet.

Bei einem evtl. Versagen der pneumatischen Steuerung 3 und dem dadurch hervorgerufenen Ausfall der automatischen Beatmunqsvorrichtung wird die Leitung 45 drucklos. Das Umschaltventil 25 schaltet sofort selbsttätig auf die Beatmung von Hand um.

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Claims

Patentansprüche Narkose-Beatmungssystem mit pneumatischer Steuerung und Einrichtungen, mit denen nach Umschaltung sowohl eine automatisch gesteuerte Beatmung über einen in einem Gehäuse von außen druckbeaufschlagten und in seiner freien Länge verstellbaren Balg im Kreislauf als auch mittels eines Handbeutels eine Beatmung von Hand möglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß

1. ein Patientensystem (33) mit dem Balg (1) in das Gehäuse (11) auswechselbar eingehängt ist und beide Teile über schiefe Ebenen (35) gegen Rollaqer (36) an den Seitenwänden eines Außengehäuses (37) über eine Dichtung (34) gegeneinander gepreßt sind,

2. ein Druckgasmengenregler (9) in das Druckgassystem zum Gehäuse (11) eingeschaltet ist, der ein von dem Druck im Gehäuse (11) geschaltetes Ventil (44) und eine das Ventil (44) umgehende Festdrossel (41) besitzt und

3. ein Umschaltventil (25) mit einem Anschluß (57) zum Patientensystem (33) und einem Anschluß (52) zum Handbeutel (24) sowie einem von diesen durch gegenüberliegende gekoppelte Membranventile (53) getrennten Anschluß (56) über eine Leitung (50) die Komponente C mit der Komponente A verbindet und über einen Schalter (26) an die pneumatische Steuerung (3) angeschlossen ist.

2. Narkose-Beatmungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das PatientensystertK 33) aus einer Atemgasführung (54) mit einem Anschluß (55) zum Umschaltventil (25) und am entgegengesetzten Ende mit einem vom Innendruck zu öffnenden Ausatemventil (6) und anschließend einem Rückschlagventil (23) sowie dem angeschlossenen Balg (1) besteht.

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